一文详解Fuel的设计：它是最好的模块化执行层吗？-ODAILY

重点

?切源于资源定价

FuelV1是在以太坊上推出的第?个optimisticrollup，是?前唯?具有欺诈证明、不可变的智能合约和?许可区块?产的rollup。它是为P2P?付设计的。

FuelV2是?个模块化的执?层，在UTXO上提供Ethereum?格的智能合约。它将启动多个实例，使?Ethereum/Celestia作为结算层、数据可?性层和共识层。

Fuel?前还在开发?测试，主?发布还需要?个?时间。SwaySwap是在其上推出的UNIV2?格的AMM的第?个?作实例。

UTXO的好处包括可并?执?、欺诈证明和?状态账户抽象。

FuelVM是?个为?计算带宽?从头设计的新虚拟机。它带有WASM、EVM和Solana的SeaLevel的特征。

FuelVM?被称为述语和脚本的程序增强了智能合约的图灵完备。与合约不同，述语和脚本不会持久存储，从?限制了状态的增?。

你可能已经听到了Fuel的宣传——有史以来最快的模块化执?层。确实是?个?胆的说法。不幸的是，由于Fuel链还没有上线，我们不能直接测试，?且直接测试少掉很多快乐。在这篇?章中，我们将深?研究Fuel的设计。

?先，要明确模块化执?层是什么。模块化执?层的?个核?是其可验证性。这可以通过使?欺诈或有效证明来实现。Fuel?前的执?层设计为EVM欺诈证明，使其可以作为?个Rollup运?在以太坊上。然?，模块化执?层的定义?rollup更?泛，因为它们不订阅任何特定的数据可?性、共识或结算配置。因此，Fuel可以被部署为?个rollup，celestium，甚?是?个侧链/L1。

Fuel与今天的optimisticrollups的最?区别是，它运??个全新的虚拟机架构，即FuelVM及其?具链和语?。FuelVM带有来?WASM、EVM和Solana的SeaLevel的特征。但其最引?注?的点可能是他执?在?个基于UTXO的数据模型上。

某巨鲸将一个月前从币安购买的所有GMX与GNS卖出，获利约13万美元:金色财经报道，Lookonchain监测显示，某巨鲸今日卖出了一个月前从币安购买的所有GMX与GNS。其中包括从币安以74美元收到41302枚GMX（约305万美元），该地址以79美元售出获得1696枚ETH（326万美元），盈利21.4万美元；从币安以8.36美元收到59064枚GNS（约49.3万美元），该地址以6.86美元售出获得211枚ETH（40.5万美元），亏损约8.8万美元。[2023/4/11 13:56:31]

如果你对UTXO的第?反应是想到P2P?付，那也没有完全错。事实上，Fuel的第?个版本确实有关于?付的?例。?2020年以来?直在以太坊主?上运?，到?前为?，它仍然是唯?具有欺诈证明、不可变智能合约和?权限区块?产的rollup。但我感兴趣的是FuelV2，它承诺在UTXO上提供以太坊式的智能合约。

对于像FuelV1这样的特定应?的?付rollup来说，推出?个定制的虚拟机很合理，但鉴于EVM的存在，对于像FuelV2这样的通?rollup来说，这样做的优势就不那么明显了。毕竟，EVM不兼容性意味着EVM上的应?不能简单复制粘贴他们的代码到Fuel。这也意味着Fuel利?不到现有的EVM开发者社区和它的?具。关于UTXO上的智能合约看上去不是有点?不切实际吗？

在我们深?了解FuelVM的细枝末节之前，我们应该?先了解为通?计算建??个新虚拟机背后的动机。为了深?探讨这个问题，我们先回过头来看看rollup的发展?向。

今天的rollups的主要价值是以太坊扩容，以及潜在的功能扩展。Rollup在以下两点帮助以太坊扩容。他们把状态推到链外；即把它从L1移到L2。

平?性；即多个rollup可以同时在以太坊上运?。

?前限制Ethereum吞吐量的瓶颈是状态增?。就状态????，以太坊节点已满负荷运?。Rollups通过将

?部分状态推到链外来缓解以太坊的状态增?问题；当?个dapp运?在rollup?不是以太坊上时，它就不再使?以太坊的状态。但这并不能免除维护该状态的需要。虽然以太坊节点不需要维护它，但rollup节点需要。

Nano Labs创始人Jack 孔：Terra以及FTX的暴雷是区块链金融全新的范式:金色财经报道，1月18日，Jack孔参与由Huobi 与NEST Protocol联合举办的Wen3之夜活动，

在谈及2022年行业危机与雷曼时刻时，Jack孔表示，Terra以及FTX的暴雷是区块链金融全新的范式。也说明赛道的底层基础设施足够先进，才会造成如此大规模的恶劣影响。需要新的方法，才能更好的驾驭，更好的保护用户。[2023/1/19 11:20:53]

Optimisticrollups会消耗以下资源；L2上的状态和执?，以及L1上的数据。现在rollup对优化状态的关注并不多。这是因为rollup是从新的状态开始的，在出现紧急情况前有?些反应余地。

?部分rollup关注的焦点都集中在减少L1数据上，因为?前数据是rollup成本内最昂贵的部分。?约有?的Arbitrrum费?花在1Calldata上。EVMrollup对发布到L1的数据进?优化，尽可能地压缩它，为?户提供更便宜的费?。

这?没有说明的是，在模块化时代，成本的分布将发?巨?变化。随着基础层开始提供?量的数据，rollup将很快享受到数量级的廉价数据。同时，由于很少关注状态的增?，状态的??将很快再次作为模块化时代的主要瓶颈?被关注。

?论是rollup还是L1，促成状态增?的操作都会给?络带来永久性的成本。这些操作不仅花费了当前节点的资源，?且还花费了未来所有节点的资源。虽然摩尔斯法则可以缓解这些预计的未来成本，但任何不仔细维护其状态的区块链都有可能进?不可持续的状态增?，这将不可避免地使这条链慢下来。如果?个区块链运?EVM，它将继承EVM的所有不利因素。在这??，rollup并不特别。有趣的是，这个问题对于rollups来说?对Ethereum更严重，因为他们的数据成本?常昂贵，所以显得状态相对便宜。这进?步?励了dapp优化合约，尽可能多地使?状态?不是数据，加剧了不可持续状态的不良结果。

EVMrollup的?个计划是，在当前链状态积满时部署新的链，让?由市场来?动平衡；新的rollup将?旧的更便宜，会?然讲?户转换到新链。对ArbitrumOne这个名字有印象吗？最近Arbitrum推出了它的第?条名叫Nova的链，专?于游戏和社交应?。对我来说，这听起来像是?种达到?的的?段，?不是真正的扩展。

Pionex大使：派网已全数撤离火必聚合造市资金:1月5日消息，Pionex大使叶绍威Facebook表示，由于火必交易所在近几个月平台上交易热度逐渐降低，派网（Pionex）安全团队也逐渐地降低在火必的聚合做市资金，以维护派网广大使用者的资金安全，目前已全数撤离火必聚合造市资金。[2023/1/5 10:23:24]

这些因素构成了Fuel的模块化执?层愿景和FuelVM的基础。FuelVM从模块化执?层的?度来考虑可扩展性，?不是从以扩展特定基础层为主要?标的rollup的?度。它推崇计算?不是数据，并尽量减少状态的使?。尽管有摩擦，Fuel将EVM的不兼容性视为?种特性，?不是?个错误。

带有UTXO的智能合约

如前所述，Fuel采?了UTXO数据模型。?期以来，?们认为带有UTXO的智能合约是不实?的。为了判断这?点，让我们看看什么是UTXO。

在?特币中，状态被描述为?个UTXO集，每个UTXO代表?个特定的状态元素。由于?特币完全是关于?付的，状态只是定义了谁拥有多少个代币。因此，状态元素；即UTXO，是具有特定余额和?付状态的代币。

与?特币类似，在FuelV2中，整个状态是由UTXO集合组成的。不同的是，这些UTXO中有些是代币UTXO，有些是合约UTXO。除了余额和?付状态外，合约UTXO还有?个代码、存储和?个独特的合约ID。

UTXO的?个显著特点是，它们是原?性的。也就是说，每次交易都会完整地消耗它们，并创建新的。估计你已经熟悉了代币UTXO的使??法，但使??个合约UTXO到底意味着什么？

直觉告诉我，有效性规则定义了执?怎样表现在UTXO上。对于代币UTXO来说，众所周知的有效性规则是：输出之和不能超过输?之和。除了这个规则外，对于合约UTXO，Fuel定义了?些新的有效性规则。重要的规则包括：

合约UTXO被锁定在?个特殊的任何?都可以消费的消费状态后?。

当?个交易消耗了?个合约UTXO时，它会创建?个新的合约UTXO，具有相同的消费状态和合约ID，但可能有新的存储和余额。

在同?个交易中花费的合约UTXO可以相互影响。

FTX受害者正设立GoFundMe筹款活动自救:金色财经报道，在加密货币交易所 FTX 倒闭中蒙受损失的人正通过建立 GoFundMe 筹款活动来弥补损失，尽管 SBF 表示正在尝试融资以拯救公司并将资金返还给投资者和账户持有人，但目前与FTX 相关的 GoFundMe 募款项目不断涌现，FTX 受害者可能更倾向于自救。（雅虎财经）[2022/11/19 13:24:25]

如图所?，?个合约UTXO总是指向?个永久的合约ID，但可以随着交易对合约状态的改变?被消耗并重新创建。因此，它们代表了合约在某个时间点上的状态。

解决争议

对UTXO上智能合约的怀疑主要始于，有关Cardano上第?个AMM实现所产?的争议。

这个问题与强迫?户签署UTXO合约有关。在AMM这种流?应?中，?个区块内可能有许多交易发?在?个池??。在这种情况下，多个交易试图使?同?个合约的UTXO。但由于第?个交易消耗了该UTXO，所有以该合约UTXO为?标的交易都会失败，因为原本合约的UTXO不再存在。

Fuel是怎么解决这个问题的？他们的办法是让双?在交易的不同部分上进?签署。当?个交易启动时，?户签署合约ID，?不是合约UTXO。这样?来，?户只需指出他们的交易想交互的合约，但不?指定合约在交易执?前后的特定状态。这很直观，因为?户实际上不知道交易执?时合约的状态，因为最终交易排序不是由他们决定的。是区块?产者决定了哪笔交易要使?哪?个合约UTXO。

区块?产者决定交易排序，并且知道交易执?时合约的状态。因此，他们决定交易将花费的确切输?，并在其上签名。在执?交易时，合约UTXO被消耗，并被?个代表合约后状态的新合约UTXO所取代。

加密衍生品交易平台Power Trade为机构客户推出托管和结算服务:11月15日消息，加密衍生品交易平台Power Trade周一宣布，已与总部位于伦敦的托管公司Copper合作，为其机构客户提供托管和结算服务。

Power Trade将使用Copper的Clear Loop技术，让客户能够在交易平台进行交易，同时将交易平台外的资产保持在独立托管之下，从而最大限度地降低交易对手风险。上个月，PowerTrade表示正在为期权市场推出RFQ（询价）模型以迎合机构投资者的需求。[2022/11/15 13:06:08]

现在我们已经介绍了UTXO的?式，接下来来看看为什么要?它。

可并?执?

可并?执?普遍被认为是?个有价值的特性。Anatoly预测，可并?执?环境将在5年内处理99%的交易。Vitalik使?们注意到可并?执?对于扩容的重要性，并且认为它是在EVM上实现Rollup的?个可?的选择。

并?化的核?在于，在交易执?前知道状态的哪?部分将被修改的能?。这被称为访问列表。今天，EVM交易的访问列表是随机的。由于没有办法知道多个交易是否访问相同的状态元素，所以这些交易都必须在?个单线程进程中执?。就像如果你的CPU有8个核?，其中7个就会闲置，这是?种资源的浪费。

基于账户的模型能被设计成可并?执?，但这需要额外的考虑，?如严格的访问列表。事实上，Solana就是这么做的，也是过去在EVM中多次被提倡的做法。

UTXO模型可以轻松获得这种能?，因为它已经将状态划分为元素，交易在使?元素前必须指定。因此，使?不同的UTXO的交易可以被整理出来，以并??式执?。这使FuelVM能够发挥多核处理的所有优势。重要的是，并?化执?不仅适?于块内的交易，也适?于跨块的交易，允许进?节点快速同步。

并?化执?的好处将变得更加越来越明显。其中?个原因是，单核性能?直在放缓，?多核CPU可以通过不断增加新的CPU以提?性能。此外，在多核处理环境下可以享受乘数效应带来的执??提升。

并?执?的颗粒度

确定访问列表的颗粒度是?个实施选择(implementationchoice)。Fuel在合约层?定义了这种粒度，相反的，Solana是在程序内部的各个存储槽内定义了这种粒度。因此，Solana的?法有着更细的颗粒度，有可能允许它?Fuel更多地并?执?交易。这当然是折衷的结果。

任何去许可?络都必须衡量其资源使?情况。执?的颗粒度越?，准确有效的资源定价就越具有挑战性，这不仅是因为复杂性提?了，还有开销的原因；计量本?就是?种计算。Solana正在努?克服这?挑战，因为它的朴素计量在过去曾多次导致?络停顿。

超出合约级别的颗粒度迫使开发?员执?低级别的状态管理。这就以增加??的?式把成本推给了应?层。

值得注意的是，在这?团队?场的差异不仅是?个社会决定，也是?个技术决定。与Solana相反，?门级功能的消费级硬件就可以?持Fuel全节点，因此对追求现代CPU提供16个线程以上的多线程性能不感兴趣。

欺诈证明

UTXO模型在欺诈证明??也发挥得很好。欺诈证明，即检查?个或多个交易，验证当其应?于?个给定的前状态时，是否会产?其声称的后状态。在?个基于账户的模型中，前状态和后状态是通过代表整个状态的哈希值全局表?的。欺诈证明要求这些状态根在交易之间定期发布。UTXO模型中，每笔交易明确地定义?个状态转换，因此不需要额外的?作来计算全局状态根，减少了将执?欺诈证明的额外开销。虽然不是?个戏剧性的改进，但却是?个很好的功能。

更重要的是，现在EVM公认是?种难以建?欺诈证明的虚拟机。?乎所有的EVM推?团队都接受的解决?案是——?先将EVM编译到?个?级抽象层，如MIPS，然后在MIPS上玩防欺诈游戏

。很多?都在朝这个?向努?。?级抽象层确实可以为模块化世界带来很多好处，因为它可以将防欺诈过程的?部分标准化。任何编译到MIPS的东?都可以在EVM上运?欺诈证明，如果可以MIPS可以?成有效性证明，甚?可以进?zk证明。

另???，Fuel团队?前的计划是直接在EVM上运?FuelVM欺诈证明，因为该团队认为这是可?的。这个计划的可?性还有待观察，但我当然希望看到替代?案，因为MIPS路线也有许多未知数。

寄存器与堆栈

我不会在这?花太多时间，但值得注意的是，在最低?平上，FuelVM是?个基于寄存器的，类似于SolanaBPF。这与EVM不同，EVM是?个基于堆栈的。主要区别在于，基于堆栈的机器有更?的指令，但通常需要更多的指令来完成?作。较少的指令使基于寄存器的机器能够?得更快。

回来谈谈状态

我们已经介绍了如何提?执?性能，但还还没解释Fuel如何处理状态增?问题？

FuelVM?被称为述语和脚本的程序增强了智能合约的图灵完备性。与EVM不同的是，在EVM中，?户可以调??个合约，并让该合约调?其他合约，在FuelVM中，?户不直接调?合约。相反，他们运?脚本，可以调?多个合约。

脚本的好处是它们是可修剪的。虽然可以在合约间传递数值，但它们并不需要永久存储。因此，?旦脚本被执?，它们就会被完全修剪掉，?不会影响到状态。

述语与脚本类似，它们在执?过程中甚?不读取合约内存。它们是完全

?状态的，可以?来设置UTXO的使?条件，以限制它们在未来如何被使?。例如，?个述语被?来?持MetaMask，它将?些代币锁定在?个消费条件后?，这些条件只有在获得Ethereum兼容的签名情况下，才能被满?。

脚本和述语的主要想法是把FuelVM变成?个半去状态的执?。这?需要注意的关键是，状态和执?并不是相互排斥的资源。App可以根据??功能和这些资源的定价，偏重其中?个。状态可以通过脚本和述语得到更好的维护，?不是有状态的合约。例如，从技术上讲，Uniswap路由器合约的功能可以完全被脚本所取代。但这只有在计算的价格?状态便宜很多的情况下才会发?，?且只有在具有?计算带宽的执?环境下才有可能

灵活的吞吐量

最后，通过述语、状态和合约的组合，有各种很酷的?例都变得很容易实现。?些显著的例?包括。

多个原?资产?持；合约可以将其代币变成原?资产在?个单?的交易中批准和transferFrom

混币器和其他隐私应?

巨型合约：脚本可以从合约中加载代码，并将其附加到其执?中，有效地创建巨型合约

本地多签名?持，不需要合约

本地元TXS?持，不含合约；为别?的TXS?付汽油等。

?计算?例：AMM池的复杂曲线，闪电交易/贷款等。签署?次的分批交易，以?便?户体验。

时间轴

FuelV2?前还在开发?上。有?些?范性的?例，如AMMs、multisig、oracles和DAO投票，?部分是在最近的hackathon上完成的。Fuel团队计划为有成熟市场的产品建?其他?范性?例，如借贷、NFT市场等。SwaySwap是?个?前正在?作的UNIV2?格的AMM的参考实现。主?离推出还有?个?的时间。值得注意的是，推出主?的?部分?作与在内部建??个全新的技术栈有关。Fuel的?标是提供?个完整的开发体验，包括具有适当计量的FuelVM，基于Rust的特定Sway，?具链Forc，编译器，索引器，区块资源管理器等。

总结

我对Fuel在模块化堆栈中带来的东?感到兴奋。数据可?性层扩展了数据，但为了完整的去中?化的?户体验，我们还需要扩展执?。Fuel是?个有希望填补这?空?的选择。虽然在UTXO上的执?可能是反直觉的，但我希望Fuel的独特能?能够催?新的应?，推动当前DeFi空间的能?。

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